階梯電價政策的居民節能意愿與節能效果評估
——基于廣東案例的研究

伍 亞, 張 立

(1.暨南大學經濟學院,廣東 廣州 510632;2.廣東電網發展研究院有限責任公司,廣東 廣州 510080)

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階梯電價政策的居民節能意愿與節能效果評估
——基于廣東案例的研究

伍 亞1, 張 立2

(1.暨南大學經濟學院,廣東 廣州 510632;2.廣東電網發展研究院有限責任公司,廣東 廣州 510080)

以廣東省為例,基于粵東、粵西、粵北及珠三角典型地市的社會調查,統計分析階梯電價政策對居民節能意愿及家庭用電的影響;同時運用廣東省月度電力數據,構建ARIMA模型,定量研究政策實施的節能效果。研究表明,階梯電價政策的實施對改善居民節能意愿有積極影響,并在短期內有明顯的節能效果,但隨著時間推移,節能效果有所減弱。為設計與完善相關政策,未來需要從節能意愿、經濟激勵等角度切入,提升政策的針對性、有效性。

階梯電價;居民調查;節能意愿;節能效果;ARIMA模型

一、引 言

作為政府對銷售電價規制的重要內容之一,居民階梯電價政策的實施有其客觀必要性(范斌,2010)[1]。長期以來,我國存在著工商業對居民用電的電價交叉補貼現象,隨著經濟社會形勢的發展,其弊端日益明顯:一方面工商業電價與居民電價倒掛,居民電價基本不變,而工商業電價不斷走高,導致生產與服務成本增加,制約了工商業競爭力的提升;另一方面,在居民電力需求側,高消費用戶(通常也是高收入居民)用電越多,享受的電價交叉補貼也就越多,不利于社會公平公正。為理順電價關系,促進居民合理節約用電,國家重新審視長期以來對居民采取的電價低價優惠政策,提出居民階梯電價機制,旨在通過價格杠桿作用,促進居民樹立節能意識,提高能源利用效率。根據國家發改委(發改價格[2011]2617號)對居民生活用電試行階梯電價的安排,自2012年7月1日起,全國29省區市實施居民階梯電價,即分季節實行三檔階梯電量電價。

國內外現有研究主要針對階梯電價影響因素的定性考察[2][3]和機制設計[4][5][6]。對于政策實施的效果也以理論模擬為主,有關文獻[7][8][9][10]分別基于效用函數和二次近似理想需求系統模型分析階梯電價的節能效果、社會福利效應等。唐要家(2014)在綜述“管制體制改革與管制方式創新”研討會、援引國內學者(徐駿)對階梯電價規制效應的學術觀點時指出,當前階梯電價設計對居民電力消費增長的抑制作用并不顯著[11]。總體上,這些研究為階梯電價的設計與評價提供了有益參考與啟發,但仍主要基于理論模型構建或專家定性判斷,對階梯電價規制政策的實際節能效果以及居民家庭的節能意愿變化缺乏實踐性考察與檢驗。

電力價格變化事關百姓生活,小到影響居民生活成本,大到牽動消費者價格指數。因此,階梯電價規制政策的制定與完善,需要充分考慮社情民意。針對現有研究的不足,本文以廣東省為例,在對階梯電價政策實施過程的社會調查基礎上,結合電力消費數據的動態特征,研究階梯電價對居民用戶節能意識的影響及政策自身的實際節能效果。因此,本文的貢獻在于,一是基于微觀的居民用戶調查,衡量階梯電價政策對個體居民用電行為的影響;二是通過構建計量經濟模型,從月度電力消費的角度出發,實際檢驗階梯電價政策實施對居民用電量的真實影響,為今后改進和完善銷售電價相關規制政策提供實證依據。

二、階梯電價政策影響的社會調查

廣東省現行階梯電價政策對城鄉居民每月用電按電量劃分為三個檔次,三檔電價按階梯遞增。同時考慮“廣東省夏季天氣炎熱、空調用電量較大”的聽證會意見,電量分檔同時也按夏季標準和非夏季標準執行,每年的5到10月執行夏季標準,1到4月及11、12月執行非夏季標準,即每年夏季與非夏季標準各占半年,與廣東長達半年的夏季氣候特點相吻合。各梯級電量電價如表1所示。

表1 廣東省現行階梯電價政策

為評估現行階梯電價政策對居民用電行為的影響,本文課題項目組委托廣東省省情調查研究中心于2013年8月-11月開展了居民節能意愿和家庭用電量調查。本次調查涉及廣東省珠三角、粵東、粵西和粵北4個區域,每個區域選取兩至三個代表性城市,涵蓋佛山、惠州、江門、汕頭、汕尾、湛江、陽江、韶關和梅州,共計9個城市2938個居民用戶。調查采用分層多階段隨機抽樣的方法,共回收有效問卷2759份,非農樣本1799份,農村樣本960份,有效回收率達到93.9%。問卷調查結果置信度達到95%,總抽樣誤差3%。

圖1 居民節能意愿變化與家庭用電量調查

調查問卷設計“階梯電價實施后,您平時是否注意節約用電(如隨手關燈,電器不用時切斷電源等)？”的問題,讓受訪對象從“1.很注意;2.比較注意;3.一般;4.不太注意;5.不注意”五個選項中,反饋政策實施對自身節能意愿的影響。通過調查發現,在所有的被訪者中,注意節約用電的占88.9%:其中16.3%的人很注意節約用電,比較注意的占41.1%,一般注意的占31.5%;相反,平時不太注意或不注意節約用電的被訪者僅占11.1%(如圖1所示)。調查結果總體表明,政策實施對改善居民節能意愿有明顯的正面影響。

節能效果方面,在實施階梯電價后受訪家庭的月用電量有增有減。其中,家庭用電量增加的受訪者占20.9%,減少的占34.6%,而其余44.5%認為政策實施前后其家庭用電量沒有變化。認為用電量沒有變化的家庭,有77.8%的家庭用電量處于階梯電價第一檔的覆蓋范圍內,階梯電價的實施對他們并沒有什么影響;同時,這部分人群節能意識較為強烈,節能意愿為“很注意”和“比較注意”的比例占54.1%,這也是用電量保持不變的重要原因之一。對于用電量減少的家庭,這部分受訪對象在收入分布上,主要處于低收入與中等收入階層(占比71.2%);而在節能意愿上,統計發現這部分群體的表現最為明顯:節能意愿為“很注意”和“比較注意”的比例高達66.0%。而對于用電量增加的家庭,調查顯示這部分受訪對象表現出的節能意愿相對最低,“很注意”和“比較注意”的比例僅為43.5%;且在這部分受訪對象中,中高收入階層*本次調查中,對人均月收入分三個階層:低收入,5000元及以下;中等收入,5000-10000元;高收入，10000元以上。全部受訪家庭中,電熱水器、電磁爐、浴霸等大功率電器平均每百個家庭的擁有量分別為89臺、83臺和27臺，但對于人均月收入10000元及以上的家庭而言,分別為111臺、103臺和51臺。的比例較高(占比64.0%),這部分人群更多注重家庭生活質量,對電價變化較不敏感。

綜合分析,調查中所反映的節能效果,與節能意愿和收入水平之間分別存在一定程度的正相關和負相關,但這些相關性目前還較弱。節能效果比較突出的群體,主要體現在中低收入階層:這部分家庭對價格變化具有較高的敏感性,相應節能意識也最為強烈。但同時也應注意到,在本次調查總體節能意識較為強烈的情況下(比較注意或很注意節電的家庭比重約占57.4%),反映電力消費量下降的家庭卻僅為34.6%,這也意味著,階梯電價政策的節電效果可能還未得到充分發揮。

三、階梯電價政策影響的實證分析

前文通過節能意愿及電力消費變化的社會調查,初步定性分析了階梯電價政策的影響。為評估政策的節能效果,下文將運用居民月度電力消費數據,通過構建經濟計量模型,定量檢驗階梯電價政策實施的節電效果。

(一)模型簡介與數據來源

考慮居民電力需求的趨勢性、周期性、季節性等復雜特征,本文選擇一種簡單方便、易于估計且短期預測能力強的時間序列(ARIMA)模型。ARIMA模型(Auto-Regressive Integrated Moving Average Model)由Box與Jenkins創立(亦稱為B-J方法),是研究時間序列的重要方法。它以自回歸模型(簡稱AR模型)與滑動平均模型(簡稱MA模型)為基礎“混合”構成,是一種精度較高的短期預測方法。該模型的基本思想是:將預測對象隨時間推移而形成的數據序列視為一個隨機序列,用一定的數學模型來近似描述這個序列。這個模型一旦被識別后就可以從時間序列的過去值及現在值來預測未來值。

在模型形式上,如果時間序列yt滿足:

yt=φ1yt-1+…+φt-pyt-p+εt-θ1εt-1-…-θqεt-q

(1)

為研究階梯電價政策對居民實際生活用電的影響,本文以廣東各地市城鄉居民生活月度用電量作為研究對象。數據來源于CEIC中國經濟數據庫,時間范圍為2004年1月-2013年6月。本文用2004年1月～2011年6月的數據構建ARIMA模型,將2011年7月～2012年6月的數據留做檢驗性數據,不參與建模,用以衡量模型的預測精度。

(二)模型構建與實證檢驗

構建ARIMA模型必須以平穩時間序列為前提,本文首先對電力消費的月度數據進行單位根檢驗。為消除序列的非平穩性,同時克服異方差性,對居民月用電序列(Yt)取自然對數形式,記為LnYt。如表2所示,序列的平穩性檢驗(ADF檢驗和PP檢驗)表明,ΔLnYt序列為1階單整序列,即ΔLnYt(I(1)。由此,可以使用ΔLnYt的序列建立ARIMA模型。根據序列ΔLnYt的平穩性檢驗,我們確定ARIMA(p,d,q)模型中的d應取為1。

表2 單位根檢驗

注:△表示一階差分，“*** ”、“** ”和“* ”分別表示在1%、5%和10%的臨界值下顯著。

為進一步確定模型中的p和q,應該作序列ΔLnYt的自相關(ACP)和偏自相關(PACP)圖(見圖2)。序列ΔLnYt的自相關系數呈現正玄波衰減,表現為拖尾性;并且在滯后k=12期時,樣本的自相關系數和偏自相關系數顯著不為0,表明序列存在季節性影響。通過一階季節性差分,季節性基本消除,同時,相應的樣本自相關與偏自相關系數都不顯著為0,因此取D=1,P=Q=1,s=12。對于p和q的識別,采用自相關-偏自相關函數圖,結合AIC準則,經反復試驗,本文將ARIMA(2,1,1)(1,1,1)12過程作為擬合序列ΔLnYt的合適模型,模型參數見表3。參數估計顯示,解釋變量的系數估計值在10%的顯著性水平下均是顯著的;DW統計量為2.0525,表明變量之間不存在自相關性。赤池信息準則(AIC)及施瓦茲準則均較小,表明模型的擬合性較為優良。而擬合優度(0.7252)也進一步說明模型具有良好的擬合能力。

表3 模型參數估計

AutocorrelationPartialCorrelationACPACQ?StatProb10．1720．1723．42120．0642-0．044-0．0753．64570．1623-0．181-0．1667．51670．0574-0．233-0．18613．9640．0075-0．150-0．11116．6780．0056-0．096-0．12017．7910．0077-0．066-0013818．3270．0118-0．316-0．45630．7070．0009-0．228-0．42837．2170．000100．157-0．13940．3240．000110．221-0．24846．5520．000120．5300．19882．6830．000130．2690．06692．0920．00014-0．014-0．02392．1170．00015-0．1560．01695．3300．00016-0．178-0．04399．5830．00017-0．0390．05399．7850．00018-0．140-0．004102．480．000

圖2 序列的自相關-偏自相關圖

圖3 模型擬合效果及預測

接下來,本文使用ARIMA模型對2011年7月-2012年6月的數據進行擬合,以檢驗模型預測精度。圖3展現模型對月度實際電力消費的擬合情況。其中,實線部分為月度電力消費實際值,虛線部分為擬合值。均方根誤差為1.53,表明時間序列的平均擬合誤差為1.53%,模型的擬合效果比較理想。為分析階梯電價政策對居民電力消費的影響,圖3同時展現了前述ARIMA模型對2012年7月-2013年6月月度電力消費的外推預測。結果顯示,如果2012年7月以后,階梯電價政策沒有實施,那么,居民用電將延續周期性的電力消費歷史趨勢(圖中虛線部分):2012年電力消費高峰(9月)和低谷(12月)比2011年均有進一步的拉高,分別增加14億千瓦時和9億千瓦時。

對比圖中實線部分所顯示的階梯電價政策實施后的用電變化,存在三個明顯特征:首先,從預測橫向對比的角度,2012年7月-2013年6月,各月實際用電量(實線部分)均低于趨勢性預測的模擬電力消費(虛線部分),表明階梯電價政策的實施具有一定的節能效果。其次,從歷史縱向對比的角度,2012年7月-2013年6月期間的實際用電高峰和低谷,同比前一期分別增加4億千瓦時和1億千瓦時,雖然增長幅度與歷史同比有所下降,但依然表現出居民用電消費的剛性增長特性。第三,節能效果存在一定程度的“前緊后松”:細致考察發現,2012年7月-2012年12月期間,實際用電量明顯低于無政策實施下的模型預測結果;而2013年1月之后,兩個序列之間的差距有所收窄。其原因可能在于,在政策實施初期的心理壓力下,居民節能意識較為強烈,節約用電具有“主動性”,節能效果也較為明顯;而隨著時間的推移,或許受節電費用占比、家庭用電剛性、保障生活質量等因素對節能意識有所弱化的影響,階梯電價政策的節能效果有一定程度的減弱。但總體上,階梯電價政策實施后的一年內,居民節電量約75億千瓦時初顯效果,相當于深圳市2013年全年輕工業部門的用電量。

四、結論與政策建議

實施居民階梯電價對從需求側角度推進全社會節能減排具有重要作用:一方面利用價格杠桿提升全民節能意識,從而提高電能利用效率;另一方面有利于逐步厘清居民用電成本,形成合理的用能比價關系,促進不同能源價格在資源配置中發揮基礎性作用。本文基于問卷調查以及月度電力消費數據,研究并檢驗階梯電價政策實施背景下的消費者行為。從調查問卷的大量數據中,統計發現節能意愿與電力消費的變化,作為理論研究的必要解釋與補充,彌補當前階梯電價規制政策效果及居民用電行為研究的空白;同時,構建ARIMA時間序列模型驗證來自社會調查的基本結論。即,短期內階梯電價政策的實施不僅提高了居民的節能意愿,而且居民實際用電量相比政策實施之前也有一定程度的下降;但是,這種下降的可持續性稍弱。研究發現,政策實施的初期,可能受心理壓力的影響,階梯電價政策有較為明顯的節能效果;但隨著時間的推移,受節電費用占比、家庭用電剛性等因素對居民節能意愿的弱化影響,政策節能效果有一定程度的減弱,需引起關注。

應當指出的是,本文關于廣東階梯電價政策效果的結論,并不意味著國內其它省份也有類似的效果。這是因為,一方面,廣東省人均GDP相比國內大部分地區較高,電費支出占居民可支配收入的比重相對較低;另一方面,廣東省在階梯電價政策設計中,注重電價政策調整的社會性,為保證居民用戶利益,推出增加居民電量基數等惠民政策(羅益會,2013)[12];這些因素可能致使居民持久性的節能行為在當前階梯電價壓力下尚未充分釋放。

經濟學基本原理表明:資源配置是否合理,取決于邊際價格是否有效。階梯電價本質上作為非線性定價的一種機制,其優勢就在于通過多個價格級差的設置,解決了在邊際上如何提供一個正確的價格信號問題。節能意愿的提升、節能效果的展現,直接表征著居民電力價格彈性的增加,居民對價格更為敏感。從規制經濟學的角度來講,階梯電價的實施一定程度上提高了市場效率,無疑是對我國現行電力定價機制的一種改進,但其作為調節收入分配、促進節能降耗的一種手段,對實現電力資源的有效配置這一核心使命還遠遠不夠。本文結論也意味著,嘗試從收入、家庭人口以及城鄉差別等角度設計用電基本檔,注重價差擴大到位,是調整與完善未來階梯電價設計的主要方向。此外,針對國家發改委關于各地2015年底前應制定并頒布居民用電峰谷電價政策的要求(發改價格[2013]2523號),本文認為,相關政策設計有必要結合當地現有階梯電價政策實施效果的評估,從節能意愿、經濟激勵等角度切入,提升政策的針對性和有效性。

[1] 范斌.電價規制方法與應用研究[D]. 北京: 華北電力大學博士學位論文, 2010.

[2] James Bushnell, Erin T. Mansur. Consumption under noisy price signals: A study of electricity retail rate deregulation in San Diego[J]. Journal of Industrial Economics, 2005, 53(4), pp. 493-513.

[3] Theresa Thompson Chaudhry. Estimating residential electricity demand responses in Pakistan’s Punjab[J]. Lahore Journal of Economics, 2010, 15, pp. 107- 138.

[4] 汪鐵民. 居民生活用電階梯電價合理分檔研究——基于遼寧省居民生活用電數據的改革構想[J]. 價格理論與實踐, 2011, (11): 21-22.

[5] 李媛, 羅琴, 宋依群等. 基于模糊響應的階梯電價機制研究[J]. 華東電力, 2012, (3): 367-372.

[6] 黃海濤. 居民階梯電價結構與水平設計的模型研究[J]. 華東電力, 2012, (5): 721-727.

[7] 曾鳴, 李娜, 劉超. 基于效用函數的居民階梯電價方案的節電效果評估[J]. 華東電力, 2011, (8): 1215-1219.

[8] 曾鳴, 吳建宏, 劉超. 基于QUAIDS 模型的居民階梯電價政策福利均衡分析[J]. 華東電力, 2012, (10): 1690-1694.

[9] 曾鳴, 吳建宏, 劉超. 考慮多元因素的居民階梯電價評估[J]. 華東電力, 2012, (3): 359-362.

[10] 吳建宏. 基于社會均衡的居民階梯電價定價模型及政策模擬研究[D]. 北京: 華北電力大學博士學位論文, 2013.

[11] 唐要家. 管制體制改革與管制方式創新理論研究的新進展[J]. 財經論叢, 2014, (10): 93-96.

[12] 羅益會. 廣東省居民階梯電價政策執行研究[J]. 時代金融, 2013, (6): 119,142.

(責任編輯:風 云)

Assessment of Energy-Saving Willingness and Energy-Saving Effect of Residential Step Tariff Policy ——Based on the Research of Guangdong Province

WU Ya1, ZHANG Li2

(1. College of Economics, Jinan University, Guangzhou 510632, China; 2. Grid Planning & Research Center of Guangdong Power Grid Corporation, Guangzhou 510080, China)

This paper statistically analyzed the residents energy-saving willingness and household electricity consumption of the step tariff policy, based on social surveys of eastern, western, northern Guangdong and the typically Pearl River delta cities in Guangdong. Further, by building the ARIMA model, actual monthly data of electricity consumption is used to study quantitatively the energy-saving effect of the policy implementation. Research shows that the implementation of the step tariff policy in Guangdong Province has a positive impact on improving the energy-saving willingness of residents, and has significant effect on energy conservation in the short term, but this effect would be weakened over time. Therefore, in order to design and improve relevant policies, should be from energy-saving willingness, economic incentives and other point of view to enhance the policy relevance and effectiveness.

step tariff; social survey; energy-saving willingness; energy-saving effect; ARIMA Model

2015-01-13

廣東電網公司“階梯電價”專題研究項目(030000QQ00130033);廣東省自然科學基金資助項目(S2013040015056);暨南大學科研培育與創新基金資助項目(15JNQM001)

伍亞(1983-),女,湖南邵陽人,暨南大學經濟學院講師;張立(1979-),男,山東濟寧人,廣東電網發展研究院有限責任公司經濟師。

F426

A

1004-4892(2015)09-0098-07